黑洞的存在是相對論最著名的預(yù)測之一。在愛因斯坦提出廣義相對論不久后的1916年,科學(xué)家史瓦西從廣義相對論的引力場方程中推導(dǎo)出了一個特殊的解,該結(jié)果預(yù)示著宇宙中應(yīng)該存在一類極其特殊的天體——黑洞。
黑洞是一種引力場極強(qiáng)的天體,同時也是宇宙中密度最大的天體。
目前人類發(fā)現(xiàn)的宇宙中最大黑洞的質(zhì)量是太陽的660億倍,位于類星體TON618中心,距離地球104億光年。
根據(jù)霍金的推測,黑洞中心存在一個奇點(diǎn),該奇點(diǎn)體積無限小,密度無限大,時空曲率無限高。
黑洞周圍則存在一個視界,由于黑洞的引力極其強(qiáng)大,使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速,然而宇宙中沒有物體的運(yùn)動速度能夠超越光速,這意味著黑洞能夠吞噬一切掉入該視界范圍內(nèi)的物質(zhì)。
黑洞根本不挑食,無論是行星還是恒星、中子星,在黑洞面前都只是美食。而且體重大的黑洞基本上只吃不拉,只會越吃越胖、越吃越猛。只有那些小質(zhì)量微型黑洞才會在短時間內(nèi)瘦身蒸發(fā)掉。
為此,科學(xué)家們根據(jù)黑洞的體重,給它們劃分了不同的等級,分別是,
微型黑洞:
這是一種極其微小的黑洞,又叫量子黑洞或迷你黑洞,理論上該黑洞的質(zhì)量下限是普朗克質(zhì)量(2.18×10^-8千克)。由于是量子級別的黑洞,所以它們和普通的黑洞有著很大的差異。雖然目前還未發(fā)現(xiàn)過微型黑洞,但是科學(xué)家相信它們的存在。
恒星級黑洞:
這是我們通常所說的黑洞,質(zhì)量與恒星相當(dāng)。當(dāng)一顆恒星瀕臨死亡時,余下的核心質(zhì)量大于三倍太陽質(zhì)量,那么它就會坍縮成一顆恒星級黑洞。
中等質(zhì)量黑洞:
質(zhì)量一般在100~10萬倍太陽質(zhì)量之間。根據(jù)相關(guān)理論,這種黑洞一般是恒星級黑洞吃多了長胖后所達(dá)到的級別,令人意外的是科學(xué)家目前在宇宙中只發(fā)現(xiàn)數(shù)量很少的這種黑洞。
超大質(zhì)量黑洞:
就是質(zhì)量在10萬倍太陽質(zhì)量之上的黑洞,質(zhì)量上不封頂。這種黑洞一般位于星系中心,對形成星系至關(guān)重要。銀河系中心就存在一個超大質(zhì)量黑洞。TON 618中的黑洞就屬于超大質(zhì)量黑洞。
黑洞通常是天體引力坍縮的結(jié)果,大質(zhì)量恒星死亡后都會成為黑洞。不過,TON 618這類超大質(zhì)量黑洞并不是直接由恒星坍縮形成的,而是通過不斷地吞噬其它物質(zhì),與其它黑洞合并,最終成長起來的。
黑洞的質(zhì)量越大,其引力場也就越強(qiáng),視界半徑也就越大。TON 618中的那個黑洞的視界半徑就已經(jīng)達(dá)到了1920億千米,大約是太陽半徑(69.6萬千米)的27600倍。從體積上來說,它的體積是宇宙中已知體積最大恒星盾牌座UY的420萬倍。
根據(jù)科學(xué)家的推測,類星體就是活躍星系核中心的超大質(zhì)量黑洞,其亮光就來自于這些黑洞的吸積盤所釋放的光。如果沒有吸積盤,那么黑洞會成為一個不可見的天體。類星體TON 618就是宇宙中最亮的物體之一,它的光度是太陽的140萬億倍,因此我們才能在100多億光年之外看見它。
類星體雖比星系小很多,但是釋放出的能量卻是星系的上千倍,所以非常亮。之所以如此,就是因為TON618中心存在一個超大質(zhì)量黑洞。由于該黑洞質(zhì)量非常大,所以它擁有一個寬度約一光年左右的吸積盤。
吸積盤是黑洞周圍的物質(zhì)被黑洞強(qiáng)大的引力吸引、撕碎并繞黑洞高速運(yùn)動所形成的,在此過程中會釋放出巨大的能量。
盡管TON 618無比巨大,不過就算給它足夠的時間,它的質(zhì)量也不可能無限增長,最多將它所在的整個星系吞噬掉。因為宇宙正在加速膨脹,星系之間不僅相隔甚遠(yuǎn)且還在相互遠(yuǎn)離。不過就算是這樣,該黑洞仍然是宇宙中已知最恐怖的存在。
聯(lián)系客服